2010年3月25日臺積電于新竹科學(xué)園區(qū)舉行l(wèi)ed照明技術(shù)研發(fā)中心暨量產(chǎn)廠房動土典禮，為跨入綠色能源新事業(yè)寫下重要里程碑。

    臺灣臺積電于竹科建LED廠正式宣示跨入LED生產(chǎn)，勢必對于臺灣LED產(chǎn)業(yè)投下不少變量，本文將針對投入LED產(chǎn)業(yè)后可能造成的影響以及未來臺灣LED產(chǎn)業(yè)可能的變化進行分析。此LED廠第一期廠房設(shè)施及生產(chǎn)設(shè)備的投資額為新臺幣55億元，初期放置至少十臺MOCVD機臺，預(yù)計2010年第四季完工裝機，并于2011年第一季開始量產(chǎn)；至于第二期工程，則將依據(jù)未來的發(fā)展需求擇期進行。未來臺積電將由Epi/Chip至封裝一貫生產(chǎn)，并將光、電、熱處理整合于硅基板上，以光引擎模塊方式出貨，提供照明產(chǎn)品所需組件，開辟B2B的企業(yè)客戶應(yīng)用市場。

    影響分析

    (一)垂直整合提高產(chǎn)業(yè)資金及市場進入障礙

    臺灣LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今已有30年歷史，過去產(chǎn)業(yè)一直以專業(yè)分工為主，晶電、璨圓、泰谷、廣鎵等專注于磊晶及晶粒制造，億光、光寶、東貝等廠商專注于LED封裝制造，直到近2~3年奇力、隆達以及臺積電相繼投入之后才逐漸打破專業(yè)分工的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，更在臺積電投入之后開始規(guī)劃生產(chǎn)制造LED模塊，將電、光、熱同時解決，以利于下游廠商應(yīng)用。
 
    在奇力、隆達以及臺積電投入之后，臺灣LED產(chǎn)業(yè)開始走向垂直整合，若垂直整合經(jīng)營模式可以成功，未來將會使得LED產(chǎn)業(yè)進入門坎提高，其中包括資金及市場。資金方面，由于垂直分工使得廠商若選擇進入其中一端，所需資金相對于垂直整合少，因此未來新進入者在資金門坎上將大幅提高，也將使得臺灣LED產(chǎn)業(yè)持續(xù)邁向大者恒大的局面。

    市場部分，垂直整合后將會使得過去僅作磊晶/晶�；蚍庋b廠商無法進入供應(yīng)體系，舉例而言，過去上游廠商僅提供晶粒因此主要客戶都是下游封裝廠，但若臺積電自行垂直整合，勢必不會在跟上游磊晶/晶粒廠購買Chip，因此大幅提高市場進入障礙。
 
    此外，透過垂直整合可以使責(zé)任厘清更加明確及有助于技術(shù)提升。垂直整合后將可以解決過去因?qū)�業(yè)分工所造成的問題，專業(yè)分工時，若LED出現(xiàn)問題則較無法厘清責(zé)任歸屬，垂直整合后，由于皆屬廠商內(nèi)部制造，由上游磊晶、晶粒及封裝都屬該家公司負責(zé)生產(chǎn)，使得產(chǎn)品質(zhì)量控制及責(zé)任歸屬上將更加明確。另外垂直整合后對于技術(shù)提升上也將有相當大的幫助，舉例而言，若某種熒光粉需要搭配特殊規(guī)格的藍光芯片，才能達到最好的發(fā)光效率，但礙于過去專業(yè)分工，將使得磊晶廠未必愿意制造特殊規(guī)格藍光芯片，但垂直整合后，因磊晶、晶粒及封裝都一貫生產(chǎn)，內(nèi)部勢必可以支持特殊規(guī)格產(chǎn)品，以追求更好的發(fā)光效率。

    (二)改變技術(shù)特性由工藝型轉(zhuǎn)為標準化制程(技術(shù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)管理導(dǎo)向

    LED產(chǎn)業(yè)在過去一直被定位為工藝型產(chǎn)業(yè)，需藉由工程師設(shè)備經(jīng)驗，將機臺調(diào)整至最佳狀態(tài)，但由于每位工程師經(jīng)驗不同，使得LED制造過程中一直無法大幅提高規(guī)格良率。
 
    此外，臺灣LED產(chǎn)業(yè)多屬中小企業(yè)，因此設(shè)備投資上無法像大型公司有足夠資金支持，因此在自動化生產(chǎn)設(shè)備投資會受限于資金不足，無法快速導(dǎo)入標準化/自動化生產(chǎn)。且過去臺灣LED產(chǎn)業(yè)面臨與半導(dǎo)體、TFT產(chǎn)業(yè)競爭人才，多數(shù)優(yōu)秀人才選擇前景看好之半導(dǎo)體廠及TFT廠，使得LED產(chǎn)業(yè)在制程管理上不如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)好。
在臺積電投入LED產(chǎn)業(yè)后，勢必會將臺積電在半導(dǎo)體有效率的管理制程導(dǎo)入LED產(chǎn)業(yè)中，并將制程朝向標準化及自動化生產(chǎn)，降低人為因素的干擾；以臺積電目前規(guī)模，資金實力雄厚，若此舉可以成功的話，將會使得臺灣LED產(chǎn)業(yè)由過去工藝型產(chǎn)業(yè)，朝向標準化/自動化生產(chǎn)，一舉解決LED規(guī)格良率問題，將有機會使LED規(guī)格良率大幅提升。

    若LED規(guī)格良率真可以大幅提高，有效產(chǎn)能將會大幅提高，將使得LED價格得以持續(xù)下滑，對于應(yīng)用市場推廣將有相當大幫助。若臺積電真能大幅提高有效產(chǎn)能，既有廠商競爭力將也可能轉(zhuǎn)變，若既有廠商無法跟著提高有效產(chǎn)能，將使得競爭力下滑；且由于目前規(guī)格品良率不高，使得廠商只能藉由擴充廠能來生產(chǎn)所需產(chǎn)品，因此若規(guī)格品良率真能大幅提高，是否意謂著以目前產(chǎn)能狀況可能足以供給市場需求，未來是否還需要持續(xù)擴廠，值得大家注意。
 
    (三)發(fā)展硅封裝基板

    臺積電在未蓋廠之前已有轉(zhuǎn)投資采鈺科技從事LED硅基板封裝技術(shù)的開發(fā)，日前采鈺科技發(fā)表8吋晶圓級LED硅基封裝技術(shù)，被業(yè)界視為高功率LED封裝的新突破；采鈺的8吋晶圓級LED硅基封裝技術(shù)，是運用專利的微型化半導(dǎo)體微機電制程，透過硅晶穿孔、鑄模透鏡以及均勻熒光材料涂布等獨家技術(shù)，整片封裝再進行切割，可大量生產(chǎn)并降低成本；在單晶LED封裝產(chǎn)品熱阻可望降至2℃/W，并大幅降低接口溫度(junctiontemperature<50℃atTa=25℃)。

    傳統(tǒng)LED結(jié)構(gòu)的封裝方式，芯片散熱往往被低熱傳系數(shù)的藍寶石基板所局限。藍寶石基板的熱傳系數(shù)只有40W／mK，而且藍寶石基板的厚度通常在數(shù)十微米左右，更增加整體熱傳的困難度，因此傳統(tǒng)的芯片鍵合結(jié)構(gòu)并不是一個效率好的散熱設(shè)計。目前覆晶式的芯片封裝很吸引人們的目光，因為能提供一個較好的散熱系統(tǒng)，主動發(fā)光層產(chǎn)生的熱可由下方大面積的焊料凸塊向外傳導(dǎo)，進而提高LED發(fā)光的效率。

    (四)LED光引擎(LightEngine)發(fā)展，降低組件至系統(tǒng)端的溝通成本，加速LED照明發(fā)展

     臺積電欲發(fā)展的硅基板除熱傳導(dǎo)系數(shù)佳，熱傳導(dǎo)系數(shù)可達80～150W／mK之外，也可以將電路也整合進去，形成LED光引擎模塊，使得下游應(yīng)用廠商在使用上將更加便利統(tǒng)，對于未來下游LED照明應(yīng)用擴展有相當大幫助，有機會加速LED照明應(yīng)用發(fā)展。

    LED組件價格持續(xù)下滑似乎是產(chǎn)業(yè)不變的現(xiàn)象，因此臺積電目前以LED光引擎模塊為未來公司出貨目標，藉此希望能提高產(chǎn)品附加價值。不過，LED整組燈具除光源部分之外，還包括光學(xué)設(shè)計(Optic)、散熱(ThermalandMetalBending)、電源(PowerSupply)、零組件(Assembly)，然而在LED產(chǎn)業(yè)中可以發(fā)現(xiàn)，雖然LED技術(shù)不斷進步，但由于LED應(yīng)用廣泛，因此就算有100lm/W產(chǎn)品商品化，但過去亮度不高的產(chǎn)品仍有其它應(yīng)用市場，如玩具、圣誕燈串等市場仍可以銷售，以致于新產(chǎn)品不斷被開發(fā)出來，但舊有產(chǎn)品也不容易被淘汰，價格僅有持續(xù)下跌的空間，毛利難以維持。

    此外，根據(jù)美國DOE在2009年4月與6月分別召開的兩次工作會議中指出，針對LED燈具成本此一項關(guān)鍵議題，從圖三中LED燈具成本發(fā)展藍圖可以得知，DOE預(yù)期在2015年的LED燈具整體成本僅為現(xiàn)在的1/4左右，其中以LED組件下降幅度最大，可見于未來LED價格持續(xù)下滑是必然的趨勢。

    因此未來臺積電以全球第一大半導(dǎo)體制造廠商跨足LED制造，是否能利用半導(dǎo)體制造相關(guān)經(jīng)驗，大幅提升LED制程良率，藉此提高LED毛利，將是值得觀察的重點。

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